集微網(wǎng)消息，作為全球第一大晶圓代工廠，臺積電的先進(jìn)工藝制程無疑是走在行業(yè)最前端的。
目前，臺積電已經(jīng)開始量產(chǎn)7nm芯片，而即將面世的蘋果A12系列處理器、華為麒麟980、高通驍龍800系列都將采用臺積電的7nm工藝制程。由此可見，手機(jī)處理器領(lǐng)域的7nm制程戰(zhàn)役一觸即發(fā)。
對于手機(jī)芯片廠商來說，無論是以移動處理器而言，還是以負(fù)責(zé)AI邊緣運(yùn)算的NPU神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元而言，均需優(yōu)先考量先進(jìn)工藝制程。由于此前的10nm工藝制程已經(jīng)無法滿足手機(jī)芯片廠商的需求，因此臺積電已經(jīng)成熟的7nm工藝制程成為大家的首選。
7nm制程戰(zhàn)役一觸即發(fā)
在這場一觸即發(fā)的7nm制程戰(zhàn)役中，華為將率先推出7nm芯片。據(jù)悉，華為將于8月底的柏林IFA大展上，全球首發(fā)商用7nm工藝制程手機(jī)芯片-海思麒麟980，這款芯片將由華為今年10月份推出的Mate 20系列首發(fā)搭載。
雖然這款芯片還未正式發(fā)布，但是有關(guān)芯片的性能已經(jīng)被劇透的差不多了。從性能上來看，除了搭載7nm工藝制程，麒麟980擁有4個(gè)主頻高達(dá)2.8GHz的Cortex-A77大核心，以及4個(gè)Cortex-A55小核心，而GPU則是ARM的Mali-G72 MP 24 GPU。此外，麒麟980還將內(nèi)置第二代寒武紀(jì)NPU 1M，使得AI性能將有大幅提升。
當(dāng)然，就在華為即將推出芯片的同時(shí)，高通也沒有坐以待斃。近日，高通已正式宣布，已經(jīng)開始出樣新一代驍龍SoC芯片（或?qū)⒚麨轵旪?55），該款芯片也基于臺積電7nm工藝制程。高通表示，這款7nm SoC可以搭配驍龍X50 5G基帶，預(yù)計(jì)將成為首批5G旗艦手機(jī)采用的平臺。而該款芯片的完整信息將于今年第四季度才公布。
值得一提的是，高通此次竟一反常態(tài)，高調(diào)對外表示已經(jīng)開始對OEM手機(jī)客戶送樣新一代驍龍SoC芯片，此前高通可從未對外宣布客戶送樣消息。有分析認(rèn)為，華為本月就將推出基于7nm的麒麟980，高通可能是不想被奪走“風(fēng)頭”。
除了華為和高通之外，蘋果必然是這場7nm戰(zhàn)役中的重量級選手。據(jù)了解，即將在9月發(fā)表的蘋果新一代旗艦型手機(jī)iPhone內(nèi)建A12處理器，而該款處理器也將采用臺積電7nm工藝制程，屆時(shí)必將對華為和高通造成不小的壓力。
華為5nm芯片或?qū)⒂诿髂陠柺?/strong>
對于華為來說，繼推出7納米芯片之后，又將如何規(guī)劃其下一步芯片發(fā)展藍(lán)圖？
對此，華為海思平臺與關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)部部長夏禹此前在公開演講時(shí)提到，為應(yīng)對節(jié)節(jié)攀升的大頻寬與演算力要求，對信息系統(tǒng)中的硬體平臺而言，只有延續(xù)摩爾定律、不斷提高集成度、增加功能、提升性能，才能滿足市場發(fā)展提出的新需求。以智能手機(jī)舉例來說，高性能移動設(shè)備所用的芯片仍然緊跟摩爾定律腳步。
夏禹表示，海思在網(wǎng)絡(luò)側(cè)單顆芯片集成度已經(jīng)達(dá)到單芯片500億顆晶體管，這是為了應(yīng)對在數(shù)據(jù)流程量與頻寬方面的高性能要求。在固定網(wǎng)端，數(shù)據(jù)流程量每年將保持23％的成長，5年后數(shù)據(jù)流程量需求將達(dá)到現(xiàn)在3倍左右；在移動網(wǎng)端，將保持46％的成長率，5年后數(shù)據(jù)流程量將是現(xiàn)在的7倍；而在數(shù)據(jù)中心側(cè)，成長速度更是驚人，每年翻倍，5年后數(shù)據(jù)流程量將是現(xiàn)在的16倍。需要實(shí)現(xiàn)如此大的數(shù)據(jù)輸送量，必須有高性能芯片。
越是逼近物理極限，每一代制程節(jié)點(diǎn)演進(jìn)都要付出極大的代價(jià)，當(dāng)前，制程演進(jìn)最大的障礙在于功耗密度。夏禹指出，芯片設(shè)計(jì)的過程中，如果16nm芯片功耗密度為1，那么到5nm功耗密度就可能是10，芯片如何散熱？整個(gè)系統(tǒng)如何散熱？都將是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來面臨的巨大挑戰(zhàn)。
同時(shí)，工業(yè)界也一直尋找引進(jìn)新材料與新結(jié)構(gòu)來突破傳統(tǒng)制程限制。比如在互連上，傳統(tǒng)一直用銅線，但到5納米制程后也將引入新材料，夏禹認(rèn)為，納米碳管和石墨烯的機(jī)會很大。此外，夏禹認(rèn)為，自FinFET制程出現(xiàn)以來，芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得以讓摩爾定律延續(xù)，芯片仍有長遠(yuǎn)的發(fā)展空間，技術(shù)發(fā)展還沒有到達(dá)極限。
據(jù)悉，華為的規(guī)劃是推出7nm芯片之后將推進(jìn)5nm芯片研發(fā)進(jìn)程，預(yù)計(jì)5nm芯片問世的時(shí)間點(diǎn)在2019年，這也與華為下一代5G手機(jī)在2019年商用的規(guī)劃時(shí)間相契合。也就是說，對于手機(jī)廠商來說，7nm制程技術(shù)很可能是4G到5G的過渡，而下一代5G芯片真正會采用的是5nm芯片工藝制程。
不過值得注意的是，高通日前宣布已經(jīng)開始出樣新一代驍龍的SoC芯片，確認(rèn)采用7nm工藝制程，這款SoC可以搭配驍龍X50 5G基帶，預(yù)計(jì)將成為首批5G旗艦手機(jī)采用的平臺。
01月07日 18:14
